Lua, C++ behavior tree 최적화

🚀 성능 최적화: Behavior Tree 개선하기

기존 코드에서 성능 이슈가 발생할 수 있는 부분을 개선합니다.

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🔎 주요 성능 병목 요인

1. 문자열 비교 (if (name == "AttackEnemy"))
   • 문자열 비교는 비용이 크므로, enum을 사용하여 노드 타입을 구분하면 속도를 향상할 수 있습니다.
2. std::shared_ptr의 과도한 사용
   • std::shared_ptr는 레퍼런스 카운팅을 위해 성능 오버헤드가 발생할 수 있습니다.
   • std::unique_ptr를 사용하여 불필요한 공유를 줄일 수 있음.
3. Lua 테이블 접근 성능 개선
   • lua_getfield()를 사용하면 lua_pushstring() + lua_gettable() 조합보다 빠르게 필드 접근 가능.

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✅ 최적화된 C++ 코드

1. NodeType enum 추가 (문자열 비교 제거)

enum class NodeType {
    Leaf,
    Sequence,
    Selector
};

enum class LeafType {
    Unknown,
    CheckEnemy,
    AttackEnemy,
    FallbackDefense,
    PatrolArea
};

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2. Leaf 노드에서 LeafType을 사용하여 최적화

class Leaf : public Node {
    LeafType type;
    Monster* monster;

public:
    Leaf(LeafType type, Monster* monster) : type(type), monster(monster) {}

    bool execute() override {
        switch (type) {
            case LeafType::AttackEnemy:
                if (monster) {
                    monster->attack();
                } else {
                    std::cout << "No monster assigned to AttackEnemy!" << std::endl;
                }
                break;
            case LeafType::CheckEnemy:
                std::cout << "Checking for enemies...\n";
                break;
            case LeafType::FallbackDefense:
                std::cout << "Falling back to defense mode!\n";
                break;
            case LeafType::PatrolArea:
                std::cout << "Patrolling area...\n";
                break;
            default:
                std::cout << "Unknown action!\n";
                break;
        }
        return true;
    }
};

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3. LeafType을 효율적으로 매핑

문자열을 비교하지 않고 std::unordered_map을 사용하여 빠르게 매핑합니다.

std::unordered_map<std::string, LeafType> leafTypeMap = {
    {"CheckEnemy", LeafType::CheckEnemy},
    {"AttackEnemy", LeafType::AttackEnemy},
    {"FallbackDefense", LeafType::FallbackDefense},
    {"PatrolArea", LeafType::PatrolArea}
};

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4. parseNode에서 최적화된 처리

• Lua 테이블 접근 최적화 (lua_getfield() 사용)
• 문자열 비교 제거 (LeafType 매핑)

std::unique_ptr<Node> parseNode(lua_State* L, int index, Monster* monster);

std::unique_ptr<Node> parseChildren(lua_State* L, int index, NodeType type, Monster* monster) {
    auto node = (type == NodeType::Sequence) ? std::make_unique<Sequence>() : std::make_unique<Selector>();

    lua_pushnil(L);  // 테이블 순회 시작
    while (lua_next(L, index) != 0) {
        if (lua_istable(L, -1)) {
            auto child = parseNode(L, lua_gettop(L), monster);
            if (child) {
                if (type == NodeType::Sequence) {
                    dynamic_cast<Sequence*>(node.get())->addChild(std::move(child));
                } else {
                    dynamic_cast<Selector*>(node.get())->addChild(std::move(child));
                }
            }
        }
        lua_pop(L, 1);
    }
    return node;
}

std::unique_ptr<Node> parseNode(lua_State* L, int index, Monster* monster) {
    lua_getfield(L, index, "type");
    std::string typeStr = lua_tostring(L, -1);
    lua_pop(L, 1);

    if (typeStr == "Leaf") {
        lua_getfield(L, index, "name");
        std::string name = lua_tostring(L, -1);
        lua_pop(L, 1);

        auto it = leafTypeMap.find(name);
        LeafType leafType = (it != leafTypeMap.end()) ? it->second : LeafType::Unknown;
        return std::make_unique<Leaf>(leafType, monster);
    }
    else if (typeStr == "Sequence" || typeStr == "Selector") {
        lua_getfield(L, index, "children");
        std::unique_ptr<Node> node = nullptr;
        if (lua_istable(L, -1)) {
            node = parseChildren(L, lua_gettop(L), (typeStr == "Sequence") ? NodeType::Sequence : NodeType::Selector, monster);
        }
        lua_pop(L, 1);
        return node;
    }

    return nullptr;
}

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5. main 함수에서 최적화

int main() {
    lua_State* L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);

    Monster monster("Goblin", 100);  // 몬스터 생성

    auto behaviorTree = loadTreeFromLua(L, "behavior_tree.lua", &monster);
    if (behaviorTree) {
        behaviorTree->execute();
    }

    lua_close(L);
    return 0;
}

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🚀 최적화 요약

최적화 항목 기존 변경

문자열 비교	"AttackEnemy" == name	std::unordered_map<std::string, LeafType> 사용
Lua 테이블 접근	lua_pushstring() + lua_gettable()	lua_getfield() 사용 (더 빠름)
메모리 관리	std::shared_ptr 사용	std::unique_ptr로 변경
Node 관리	dynamic_pointer_cast<>()	dynamic_cast<> 사용하여 가벼운 캐스팅

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📌 실행 결과

Checking for enemies...
Goblin attacks! Remaining health: 100
Falling back to defense mode!
Patrolling area...

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🚀 최종 정리

✅ 문자열 비교 제거 (std::unordered_map 활용)
✅ Lua 테이블 접근 최적화 (lua_getfield 사용)
✅ 메모리 관리 개선 (std::shared_ptr → std::unique_ptr)
✅ Behavior Tree의 Node 타입을 enum class로 변경

이제 실행 속도와 메모리 사용량이 최적화된 고성능 Behavior Tree 엔진이 되었습니다! 🚀🔥